Vad är liv ? (del 4)

Detta är fjärde delen under rubriken Vad är Liv ? . Förra gången skrev jag om nobelpristagarens Paul Nurses populärvetenskapliga bok med den titeln. Nurse betonar ordet betydelse, att “information” betyder något för en organism. Det är sällan man hör biologer använda det ordet.

Här kommer en teoretisk biolog, från början fysiker, som tagit sig an frågan Vad är Liv ?. Han beskriver sambandet mellan : Fysik — Liv och Liv — Medvetande . Även denna gång är det en bok - men ingen lättläst sådan, här skulle jag behöva hjälp av fysiker för att fullt förstå idéerna.

Howard Pattee

Boken Laws, Languages and Life är en samling artiklar skrivna under 45 års tid av (från början fysikern - sedan) teoretiske biologen Howard Pattee

Den behandlar sambandet mellan Naturlagar , Liv och Språk

Kognitionsvetaren Joanna Raczaszek -Leonardi ligger bak bokens tillkomst . Hon studerar tänkande och språk utifrån dynamisk systemteori och ser Pattees teorier som en brygga mellan symboler(språk) och hjärnan som dynamiskt system. Hon bidrar själv med ett kapitel.

Varför lägga ned tid på att försöka förstå Pattee ?

Att förstå hur liv fungerar handlar även om att förstå hur medvetande uppkom. Det handlar om att förstå hur världen fungerar. För mig verkar Pattées ideér vara en viktig pusselbit i att överbrygga naturvetenskap med humanvetenskap.

Michael Gazzaniga (en förgrundsfigur inom kognitiv neurovetenskap) har tagit sig an Pattee och ser hans teorier som en förklaring över hur neurofysiologiska processer ger upphov till ett medvetande. Han går så långt så att han ställer frågan om det kanske är så att biologin befinner sig i en “ny era “ ?
Men han påpekar att krävs lite ansträngning att förstå dem ……….. alltid ett problem !!.

Vad är kärnan i Pattees teorier ?

Pattee disputerade som fysiker men kom tidigt att intressera sig för vad som kännetecknar liv. Han deltog i de första symposierna kring “teoretisk biologi” som hölls i slutet på 60-talet .

Första kapitlet i boken är en sammanfattning av hans livsgärning och lite om hans personliga historia . Han nämner sin gymnasielärare som tidigt tränade honom att fundera över vad de observerar. Istället för läroböcker läste de klassiska vetenskapliga artiklar. Som 13-åring fick han över sommarlovet i läxa att läsa en avancerad bok han inte förstod så mycket av, Pearsons The grammar of Science, men boken gav honom ett nytt sätt att se på världen:
Hur subjektiva kroppsliga upplevelser hänger samman med det vi kallar objektivitet.

Den epistemeologiska chocken

Han beskriver det som om att han fick samma chock som nobelpristagaren i fysik, Max Born, hade fått när han förstod att i grunden är allt subjektivt, allt utan undantag . Med hjälp av symboler (ord och matematiska sådana) som bärare av kommunikation mellan individer får vi möjlighet till det vi kallar objektivitet.

Fysikern Ulf Danielsson beskriver något liknande när han visar att det inte finns någon absolut säker grund för matematiken.
“När meningen med symbolen generas finns det ett avgörande steg, det förkroppsligade medvetandet hos forskaren själv “ . På ett fundamentalt sätt måste den “objektiva värld” fysiken beskriver vara förankrad forskarens subjektiva kroppsliga upplevelser.

För Danielsson kommer denna insikt sent i forskarkarriären - för Pattee är det något han har med vid starten.

Jag har träffat många naturvetare som aldrig någonsin funderat över hur de symboler de beskriver världen med kan betyda något. De antar utan vidare att det råkar finnas ett 1:1 -förhållande mellan ords mening och hur världen är ( en objektivistisk meningsteori) - helt oberoende av vilken organism man är. Det ligger djupt rotad i naturvetarens själ. Jag gissar de flesta där även lider av den Cartensianska ångesten som jag har beskrivit här: “Då kan vi lägga ned hela naturvetenskapen” .

Merlin Donald, som beskrivit det mänskliga medvetandets evolution, menar att språket har en så kristalliserande inverkan på vårt medvetande, att det skapar en illusion att språket i sig är själva källan till vårt tänkande , men

“Symbols themselves are devoid of any meaning. Their meaning has its anchor elsewhere, down below, and without that deeper foundation our symbol worlds would float in an empty ether. “ ( Merlin Donald : A mind so rare sid 157)

Som vi ska se, så angriper Pattee de epistemeologiska frågorna (epistemeologi = hur vi kan veta något om världen) primärt inte från hur våra hjärnor fungerar utan hur liv fungerar. För honom är relationen subjekt -objekt i grunden en symbol - materia relation.

Vad är Liv ?

En fråga som ställdes i slutet på boken han läste som 13-åring var :

"How, therefore, we must ask, is it possible for us to distinguish the living from the lifeless if we can describe both conceptually by the motion of inorganic corpuscles?" . (Boken är skriven i slutet på 1800-talet då man fortfarande kallade atomer för corpuscler.)

Denna fråga var alltså något som den unge Howard tog med sig . Om de fysiska lagar som styr molekylernas rörelser är samma både i den levande och den icke-levande materien - Varför är då liv så annorlunda ?

När han i början på 1960-talet som fysiker började arbeta tillsammans med molekylärbiologer fick han för första gången höra de som jämförde den genetiska koden med ett språk. Notera att han själv tidigt funderat över sambandet mellan symboler och den fysiska materien !

Det var under ett år på Karolinska Institutet vid diskussioner med nobelpristagaren Ledenberg, inblandad i ett projekt om att detektera liv på Mars, som han ändrade forskningsinriktning från röntgenmikroskopi av celler till livets uppkomst.

För Pattee är naturlagar något organismen inte råder över. Men vad organismen gör att den skapar begränsningar (constrains) över vad som kan hända.

Organismen skapar dessa begränsningar - den finns lagrad som symbolisk information i DNA. Symbolisk information som kontrollerar materiell funktion. Symbolisk information kan inte förstås utifrån fysik, som beskriver naturlagar.
Men vad symbolerna betyder krävs ett system som kan tolka dem. Vid livets början, den första cellen, uppkom detta.

Det är här han ser liv som ett semiotiskt fenomen (semiotik = tolkning av tecken) . Många år senare upptäcker han att det finns en forskningsansats som kallas biosemiotik (som jag beskriver HÄR)

Evolution kräver symboler

Han menar att evolution kräver symboler. När evolutionen väl börjat blir det allt högre nivåer av agenter med mer komplexa modeller. På varje nivå finns dock den komplementära subjekt - objekt som han menar i grunden är symbol -materia relationen. På en högre nivå handlar det om sambandet mellan “mind - body “ . En aldrig så detaljerad objektiv modell över vad som händer i en hjärna kan inte producera de subjektiva upplevelserna.

Två viktiga missuppfattningar

Han beskriver även två vanliga missuppfattningar

1) Eftersom naturlagarna är obevekliga så bestäms alla händelser av dem.

FEL : En händelse i den icke-levande världen bestäms av naturlagar och begynnelsevillkor. Vilka begynnelsevillkoren är kan inte härledas ur naturlagar och begynnelsevillkoren kan inte heller härleda lagar - bägge är nödvändiga för att t ex göra ett experiment.

Hos det levande är det organismen som “bestämmer” vilka begränsningar som gäller. Där, menar jag , finns embryot till människans “fria vilja” - men det är en väldigt, väldigt lång väg från en bakteriecell till mänskliga hjärnor, det har tagit 3800 miljoner år.

2) Gener “styr organismer “ ( ex Dawkins)

FEL: Det faktum att generna bestämmer i vilken ordning aminosyrorna ska sitta betyder inte att generna “bestämmer” allt som ska ske i cellen. Det finns massor av fysiska lagar , självorganiserande processer , utvecklingsmekanismer som använder generna vid livets processer .

Han anser att den bästa analogin som beskriver sambandet mellan gener och organismer är att generna fungerar som partituret till en symfoni. För det ska bli musik av symfonin krävs en orkester och en dirigent . Varje ton kräver en komplex dynamik , både i instrumentets fysik och i musikerns sensomotoriska färdigheter. Allt det “finns inte “ i noterna. Det låter väldigt likt Denis Nobles kritik av Dawkins “själviska genen” i boken The music of life som jag presenterar här!)

En viktig pusselbit

Detta var lite tankar efter att ha läst inledningskapitlet i boken (och tycker mig ha förstått lite grand) . Som jag skrev inledningsvis, jag skulle behöva hjälp av en fysiker för att bättre förstå idéerna.

Jag tror Pattees idéer är en viktig pusselbit i att förstå hur världen fungerar.
I “världen” inkluderar jag då mänskligt (och djurlikt) medvetande där begrepp som normalt inte finns i naturvetenskapens beskrivning av världen finns med (mening , funktion, konvention , betydelse, intention, agency).

Boken Laws Language and Life är en samling av artiklar skrivna under 45 års tid .
Första kapitlet finns HÄR att ladda ner .

Vid Pattee pensionering sig gav tidskriften Biosystems ut ett temanummer där olika forskare beskriver vad Pattee betytt för dem .